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机车电气回路接地故障诊断系统的研制

作　者: 邢杰
导　师: 齐向东
学　校: 太原科技大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 接地检测装置机车电气回路现场试验 PLC
分类号: U269.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 65次
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内容摘要

随着我国铁路机车运行速度的进一步提高和高速列车的发展,尤其是全国铁路六次大提速的实施,要求机车的各电气回路能更加安全可靠的运行。当机车电气回路发生的接地故障多于两点时,会使机车电路无法正常工作甚至烧毁,影响机车的正常运行,因此必须在机车各电气回路上安装灵敏可靠的接地检测装置。本论文对机车现有的接地检测方法进行了研究和拓展,使该装置可适用于机车的各个电气回路,实时检测各电气回路是否发生接地故障。该装置克服了原有接地继电器存在的安全隐患和可靠性差、检修工作量大等缺点,并通过采用不同的检测方式使主电路、辅助电路和控制电路实现了电气隔离,减小了控制电路受到的电磁干扰,提高了机车的电气化水平,降低了工人劳动强度和铁路运营成本。本论文从机车运用实际出发,在详细研究了机车各个电气回路特点和工作方式的基础上,根据不同的电气回路建立了仿真模型。对不同位置可能发生的接地故障,进行了理论分析并且在所建立的模型上仿真出各种接地故障波形,从而总结出相应的故障诊断算法,并将推导出的检测方案与原检测方案进行了对比,解决了原检测方案的检测死区问题。该接地检测装置采用了西门子公司的200系列PLC作为下位机的核心控制器件,在论文中介绍了该装置的检测方法和工作原理,并给出了系统主要的软硬件设计和整体结构设计。研制出的样品通过了定型试验,并在不同机车上进行了现场试验,运行情况平稳可靠,达到了预想的要求。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-14
  1.1 引言  8-9
  1.2 故障诊断技术简介  9-10
  1.3 现有接地检测技术介绍  10-12
  1.4 本文的主要内容  12-14
第二章机车各电气回路接地故障诊断方案的提出  14-22
  2.1 机车各电气回路介绍  14-16
    2.1.1 控制电路  14
    2.1.2 辅助回路  14-15
    2.1.3 主电路  15-16
  2.2 其它工业领域的接地检测方法  16-17
  2.3 各回路接地故障诊断方法的提出  17-19
    2.3.1 控制电路接地故障诊断方法  17
    2.3.2 辅助电路接地故障诊断方法  17-19
    2.3.3 主电路接地故障诊断方法  19
  2.4 机车电气回路接地故障诊断系统的组成  19-22
第三章各回路接地故障诊断方法的实现  22-54
  3.1 辅助电路劈相机  22-28
    3.1.1 建模仿真分析  22-26
    3.1.2 接地故障诊断算法  26-27
    3.1.3 与原接地检测装置的比较  27-28
    3.1.4 实际情况分析  28
  3.2 辅助电路逆变器  28-30
    3.2.1 建模仿真分析  28-29
    3.2.2 与原接地检测装置的比较  29-30
  3.3 主电路接地故障分析  30-54
    3.3.1 主电路建模仿真  30-38
    3.3.2 主电路接地故障诊断分析方法  38-49
    3.3.3 机车运行状态下主电路发生接地故障的快速诊断分析  49-52
    3.3.4 与原接地检测装置的比较  52-54
第四章接地故障诊断专家系统知识库的建立  54-58
  4.1 专家系统简介  54-55
  4.2 机车电气回路接地故障诊断专家系统部分内容介绍  55-56
    4.2.1 故障树模型  55
    4.2.2 故障搜寻  55
    4.2.3 推理机的建立  55-56
  4.3 本章内容总结  56-58
第五章硬件系统的介绍  58-68
  5.1 数据采集单元  58-60
    5.1.1 造成模拟信号失真的原因及解决方法  58-59
    5.1.2 信号隔离器原理  59-60
  5.2 人机交互界面（H M I）  60-62
    5.2.1 人机界面与PLC 的通信  60-61
    5.2.2 人机界面的组态  61-62
  5.3 主控器  62-68
    5.3.1 主控器程序介绍  62-67
    5.3.2 主控器电气连接介绍  67-68
第六章总结与展望  68-70
  6.1 本文的主要结论  68
  6.2 今后工作展望  68-70
参考文献  70-74
致谢  74-75
攻读学位期间发表的论文  75-76

机车电气回路接地故障诊断系统的研制

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